김근영 연구실은 양자전자학 및 양자역학을 기반으로 한 이론물리 연구에 특화된 연구실로, 양자 혼돈, 양자 복잡성, 홀로그래피, 양자 정보 이론 등 현대 물리학의 최전선에서 활발한 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 강하게 상호작용하는 양자 다체계의 복잡한 현상을 이해하기 위해, Krylov 복잡성, 스펙트럴 복잡성, OTOC 등 다양한 양자 혼돈 진단법을 개발하고, 이를 통해 양자계의 혼돈-적분성 전이, 정보 확산, 상전이 현상 등을 심층적으로 분석하고 있습니다. 또한, 홀로그래피(AdS/CFT)와 딥러닝을 융합한 혁신적 연구를 통해, 경계계에서 측정된 양자 정보(얽힘 엔트로피, 광전도도 등)로부터 벌크 시공간의 메트릭을 재구성하는 방법론을 선도적으로 개발하였습니다. 신경망 기반의 역문제 해결 기법을 통해 블랙홀, 초전도체, 강상호작용계 등 다양한 물리계의 시공간 구조를 실험 데이터와 연결하는 데 성공하였으며, 이는 '정보로부터 시공간이 창발한다'는 현대 이론물리의 핵심 명제를 실질적으로 구현하는 중요한 성과입니다. 연구실은 양자 얽힘, 복잡성, 페이지 곡선, 엔탱글먼트 웨지 크로스 섹션 등 양자 정보와 시공간의 근본적 관계를 탐구하며, 블랙홀 정보 역설, 정보 스크램블링, 폴-스키핑 등 양자 중력의 난제들에 대한 새로운 해석을 제시하고 있습니다. 특히, 홀로그래피와 양자 정보 이론의 결합을 통해, 양자 상전이, 정보의 흐름과 보존, 시공간의 미시적 구조 등 다양한 현상을 수리적으로 엄밀하게 분석하고 있습니다. 이외에도, 강상호작용계의 양자 수송, 초전도체의 보편 법칙(Homes' law), 금속-절연체 전이, 자기 히스테리시스 등 응집물질 물리와의 융합 연구도 활발히 진행되고 있습니다. 다양한 프로젝트와 국내외 협력 연구를 통해, 이론적 분석과 수치 시뮬레이션, 인공지능 기법을 아우르는 다학제적 연구 역량을 갖추고 있습니다. 김근영 연구실은 앞으로도 양자 정보, 복잡성, 홀로그래피, 딥러닝 등 첨단 이론물리의 융합적 연구를 지속적으로 확장하여, 양자 중력, 고체물리, 양자컴퓨팅 등 다양한 분야에서의 새로운 패러다임을 제시하고, 차세대 과학기술 혁신을 선도할 계획입니다.